2025-05-15
电弧炉耐火内衬通常由镁铬尖晶石砖、高铝砖、冷捣糊、捣打料和镁碳砖等材料构成，用于承受高温钢水和熔渣的侵蚀。
炉衬的设计和材料选择取决于电弧炉的类型和出钢方式，侧出钢电弧炉侧壁需要更高耐火度的衬里。
目前，虽然存在多种耐火材料，但它们的使用寿命往往有限，通常不超过三个月。因此，改进材料和延长炉衬寿命是电弧炉耐火内衬领域的重要研究方向。
选择电弧炉的耐火内衬需综合考虑炉型、冶炼工艺、成本及耐火材料性能，以下为关键步骤和要点：
温度范围：
普通电弧炉（1600-1800℃）可选用镁碳砖；超高温（>1800℃）需考虑氧化锆或高级镁钙砖。
炉渣性质：
- 碱性渣（高CaO/MgO）：选用镁质（MgO≥90%）、镁钙质或镁碳砖（碳含量10-20%）。
- 酸性渣（高SiO₂）：选用硅质或铝硅质材料（如高铝砖）。
- 侵蚀性强渣：添加抗氧化剂（如Al、Si）的镁碳砖，或使用镁铬砖（需注意环保限制）。
冶炼钢种：
不锈钢冶炼需低铁含量耐火材料（如镁钙砖），避免FeO污染。
炉壁热点区：高温与渣蚀严重，采用高耐蚀性镁碳砖（如MgO-C 14-20%碳）或复合涂层。
渣线区域：优先选用抗渣渗透的镁碳砖（碳含量12-18%）或镁钙砖。
炉底和炉坡：机械强度要求高，可选烧结镁砖或镁铝尖晶石砖。
出钢口/电极孔：高导热抗热震的铝碳化硅砖或预制件。
耐火材料类型 | 耐温性（℃） | 抗渣性 | 抗热震性 | 成本 | 适用场景 |
镁碳砖（MgO-C） | 1600-1800 | 高（碱性渣） | 中 | 中高 | 炉壁、渣线 |
镁钙砖 | 1700-1900 | 极高 | 低 | 高 | 洁净钢冶炼 |
高铝砖（Al₂O₃>75%） | 1400-1600 | 中（酸性渣） | 高 | 低 | 低温区域或酸性环境 |
镁铬砖 | 1700-1850 | 极高 | 中 | 高 | 受限（Cr⁶⁺污染） |
氧化锆砖 | >2000 | 极高 | 低 | 极高 | 超高温实验炉 |
低成本方案：炉衬局部采用修补料（如镁质喷补料）延长寿命。
长寿命需求：热点区使用含金属防氧化剂的镁碳砖（如添加Al/Mg合金），寿命可提升30-50%。
避免含铬材料（如镁铬砖），优先选择无铬的镁钙砖或铝镁碳砖。
纳米涂层技术可减少材料消耗（如MgO纳米涂层提升抗渣性）。
普通碳钢冶炼：炉壁用MgO-C砖（14%碳），渣线用MgO-C砖（18%碳）。
不锈钢冶炼：全镁钙砖耐火材料内衬，减少铁氧化物夹杂。
试用前进行小规模热态试验，监测侵蚀速率（如mm/炉次）。
结合热力学软件（如FactSage）模拟电弧炉渣-耐火材料反应。
通过以上步骤，可针对性选择兼顾性能、寿命与成本的电弧炉耐火内衬方案。
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